張正斌：建議國家重點支持長期定位試驗

　　近年來，氣候變化成為世界研究的熱點問題，長時間序列的樣品和資料分析是研究氣候變化的關鍵。建議國家重點支持長期定位試驗，這將對我國在全球氣候變化談判中爭取話語權、生物進化、生態環境變化、保障糧食安全研究發揮重要作用。

　　中國缺乏長期定位試驗

　　難以在許多學科有領先優勢

　　氣候變化、生態環境變化、生物進化、農業可持續發展、經濟學等科學研究都需長期定位試驗，但中國在這方面重視不夠。大多數農業和生態的中長期定位試驗，是始于20世紀80年代前后。

　　例如，1978年我國知名的土壤肥料專家姚源喜教授在青島農業大學萊陽校區試驗田中創立了我國持續時間最長的肥料長期定位試驗。中國科學院在一些野外臺站的基礎上，于1988年開始組建成立了中國生態系統觀測研究網絡。

　　因缺乏長時間序列試驗數據，我們難在氣候變化、生物進化、生態環境變化方面有研究優勢。

　　國外長期定位試驗的優勢

　　英國洛桑試驗站有關于肥料、耕作、品種和生態環境演變方面的長期定位試驗，至今已有近170年歷史，試驗樣品的保留為驗證新的科學假設提供了寶貴材料，對探索現代農業可持續性仍有重要指導意義。

　　基于洛桑試驗站的長期試驗及其保存的土壤樣品，科學家建立了世界上第一個土壤碳循環模型，該模型被廣泛應用于預測不同耕作系統土壤碳量的變化以及全球氣候變化中土壤碳的作用。

　　在作物遺傳育種長期選擇試驗方面，美國伊利諾伊州農業試驗站1896年開展了玉米高低含油量長期選擇實驗，到現在已有117年，說明了人工定向選擇育種在作物品種改良中的重要作用。

　　以上長期定位試驗為研究氣候變化背景下農學、土壤學、植物營養學、生態學和環境科學的發展作出了貢獻，被稱為“經典實驗”。為加強應對氣候變化研究，美國國家科學基金會于2000年提出建立了美國國家生態觀測站網絡，是一個以研究區域至大陸尺度重要環境問題的國家網絡。

　　基于以上和其他長期定位試驗的研究優勢，英國等發達國家在全球氣候變化中占有重要話語權，主導了全球氣候變化路線和策略制定。

　　長期定位試驗是氣候和

　　環境變化研究等方面的關鍵

　　地質、化石、考古、極地和高山冰川、黃土高原各種理化性狀等長時間序列研究，成為國內外氣候和環境變化研究的主要陣地。但以上長時間序列的研究基地對農業應對氣候變化提供的信息有限。為了應對氣候變化和保障糧食安全，需加強農業和生態等方面的長期定位試驗。

　　長期定位試驗難以在短期內有明確研究結果，需要長期公益性重點支持，在我國建立50～100年的中長期試驗，應成為國家科技規劃中一項重要內容，根據已有試驗基礎和科學發展需要，在不同的階段逐步建立不同類型的長期定位試驗，這樣才能為我國科學領先發展奠定堅實基礎。例如，許多諾貝爾獎的獲得，都是在長期堅持圍繞一個問題深入研究的結果，需要長期的支持。

　　作物品種區域試驗

　　應該成為氣候變化研究的重點領域之一

　　我們在中國農業科學發表論文研究表明，2000～2009年中國北部冬麥區水地組小麥對照品種出苗日期和成熟日期逐漸推遲，生育期逐漸縮短；生殖生長階段隨著≥0℃積溫的增加而延長；隨著氣候變暖，千粒重和每公頃產量呈增加趨勢。2002～2009年國家東北春玉米品種區域試驗中，隨著活動積溫的增加，對照品種生育期和花粒期均有延長的趨勢，隨著年平均氣溫的增加，對照品種產量有進一步提高的趨勢。說明氣候變暖對我國北方糧食安全有一定的正效應，并非許多人懷疑的氣候變化對中國糧食安全有不利影響。

　　因此，作物品種區域試驗中對照品種在一定時期保持不變，同時連續多年在多個區域試驗點種植，研究對照品種多年多點農藝性狀演變規律，就能說明作物品種進化適應氣候變化的結果。作物品種區域試驗資料是研究農業適應氣候變化的活化石，是品種審定和推廣的基礎和依據，對促進種植業結構調整、實施農產品優勢區域布局有重要意義。因此，作物品種區域試驗應成為氣候變化研究的重點領域之一。

　　我國作物品種區域試驗存在問題

　　1.加強我國作物品種區域試驗歷史記載資料數據庫建設。農作物品種區域試驗是鑒定農作物新品種豐產性、穩產性、適應性及利用價值的重要手段。我國自1950年開始相繼開展了小麥、水稻、棉花等作物的區域試驗，為推動我國種業健康發展發揮了重要作用。但利用作物區域試驗資料進行作物品種適應氣候變化的研究還不多見。

　　我國作物品種區域試驗大概有60年的資料，但我國以前對作物區域試驗資料整理出版和保留重視不夠，以前多是油印的簡單總結材料，沒有詳細的性狀和環境因子變化等資料記載。在2000年以后才有相對完整的作物品種區域試驗匯總報告正式出版，例如，由全國農業技術推廣服務中心組織，部分種子公司資助，中國農業科學技術出版社出版，2000年到現在的《中國冬小麥新品種動態：年度國家冬小麥品種區域試驗匯總報告》《中國玉米新品種動態：年國家級玉米品種試驗報告》等，為近十余年作物品種適應氣候變化提供了大量有價值的資料。

　　但目前存在許多問題，希望受到國家有關部門的高度重視，不但要重視實物種質資源庫建設，而且要重視作物品種區域試驗匯總報告數據庫建設。例如，我國黃淮地區是世界最大冬小麥種植區，也是世界最大冬小麥主產區，黃淮小麥遺傳育種和適應氣候變化等方面的研究在世界上應該具有頭等重要地位。

　　2.需要建立作物品種區域試驗長期定位試驗基地。要確立一些多年不變、具有典型生產水平和生態環境代表的區域試驗點，進行長期定位試驗。例如，東北寒溫帶地區對氣候變化影響反應敏感，近年來氣候變暖對東北地區糧食新增效應顯著，由于氣候變暖導致作物種植界限北移，種植面積擴大，作物生育期有延長的趨勢，玉米和水稻種植面積和單位面積產量都有增加趨勢。由于近十年來氣候變化明顯，造成東北春玉米區域試驗點變化較大，沒有一個國家級的區域試驗點有完整的十年區域試驗資料，有幾個區域試驗點只有2000~2005年的區域試驗資料，因此，為東北春玉米適應氣候變化研究帶來一定的不利影響。

　　3.根據生產水平和生態環境變化確立新的作物品種區域試驗點。黃淮旱地冬小麥區域試驗以前把旱薄地和旱肥地包括在一起，不符合當時不同生態地區的農業生產條件和環境變化及育種方向，在我們的建議下，2005年以后逐漸分別確立了國家黃淮旱薄地和旱肥地區域試驗。另外，由于氣候變暖，我國冬小麥和冬油菜種植北界不同程度北移西擴，許多地區由種植春小麥變為種植冬小麥，因此，需根據氣候變化和生產栽培條件變化來擴大新的冬小麥作物品種區域試驗點。

　　4.加強作物品種區域試驗記載標準的統一和細化。例如，在國家黃淮冬小麥和東北春玉米區域試驗匯總報告中，沒有播種日期記載，實際上，在黃淮地區，近十年來已經形成了小麥晚種和玉米晚收的雙晚栽培制度。黃淮小麥播種日期已經推遲了7～15天即1～2個節氣，說明播種日期是作物品種適應氣候變化的重要物候期。但沒有播種日期的記載，就導致了播種日期到出苗日期5～10天的積溫和全生育期等資料的無法精確計算，對作物品種適應氣候變化研究造成一定的缺憾。

　　5.給國家級作物品種區域試驗配套氣候和土壤環境變化研究裝備和人才體系。目前許多國家級作物區域試驗點并沒有配套完善的氣象觀測站和土壤、生物等樣品長期保存和分析裝備，在進行作物品種農藝性狀和氣候、環境等影響因子互作時，氣象資料只能選擇就近市縣級氣象站資料，但同一縣區不同地貌不同海拔的地點，氣候變化可能有一定的差異。因此，需要加強國家級典型代表作物區域試驗站氣象觀測設備的配置。

　　建議國家重點支持

　　將作物品種區域試驗作為長期定位試驗

　　現在有的地方已經不再收取作物品種區域試驗費，這是很大進步。但還有一些省份收取作物品種區域試驗費，說明作物品種區域試驗沒有受到國家和地方政府的高度重視和公益性經費支持。因此，建議國家和各級政府將作物品種區域試驗作為長期定位試驗，作為百年大計，給予戰略性和前瞻性重點支持。

　　國家要重點支持國家級在不同農業生態類型地區的作物品種區域試驗作為長期定位試驗，在氣象觀測、環境演變分析、作物品種遺傳育種進化、固碳等方面開展學科交叉和綜合研究；同時，各省要加強將省級作物區域試驗作為長期定位試驗的布局，以及省級作物品種區域試驗樣品長期保存及試驗匯總資料的數據庫建設。這樣才能為中國應對氣候變化和農業可持續發展提供大量理論依據和技術支撐。

　　竺可楨院士長期進行物候期和氣候變化的研究，結合地質、地理、氣象、災害等資料，開展了中國近5000年氣候變化的研究，說明物候期研究對氣候變化研究非常重要。作物品種區域試驗中對照品種多年多點長期不變，或者隨著氣候變化和生產水平及環境的變化而進行更替和演變，其物候期和農藝性狀演變成為研究農業適應氣候變化的活化石。

　　中國科學院最近幾年建立了許多國家級生態網絡試驗站，具有各種高端的氣象和環境及生物技術研究的設備和技術及人才，是研究氣候變化的寶貴陣地，但這些國家級生態網絡試驗站更重視生態方面的應用基礎研究，和國家級作物品種區域試驗結合不緊密，對國家農業適應氣候變化決策方面提供的資料有限。因此，建議國家將中國科學院國家生態網絡試驗站和農業部主管的作物品種區域試驗站，在一些典型農業生態區進行緊密結合，將作物品種區域試驗作為長期定位試驗的一個重要項目，給予公益性的長期研究經費，實現試驗條件、氣象資料、遺傳育種、固碳等方面的信息共享和相互效應分析，為國家應對氣候變化、生態安全、糧食安全和農業可持續發展提供決策依據和技術支撐。